JP2009221503A - 分離炉底の接続部シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 分離炉底を有する転炉において、炉内ガスが分離炉底と固定炉体との間隙から流出することを防止することのできる分離炉底の接続部シール構造を提供する。
【解決手段】 本発明に係る分離炉底の接続部シール構造は、転炉本体の底部に設けられる分離炉底３と、分離炉底を嵌め合わせる固定炉体２との接続部シール構造であって、分離炉底の鉄皮合わせ面８ａと、当該鉄皮合わせ面に相対する固定炉体の鉄皮合わせ面６ａとに、それぞれ突起部７，９を、それぞれの突起部が対抗しないように上下にずらして配置し、分離炉底側の突起部９と固定炉体側の突起部７とで形成する上下方向の間隙に、当該間隙の上下方向距離よりも直径の大きいシール用耐熱ロープ１０を配置することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、転炉の底部に設けられる分離炉底と、この分離炉底を嵌め合わせる固定炉体との接合部のシール構造に関するものである。

溶銑を脱炭精錬して溶鋼を溶製する転炉の内壁には、高温の溶銑及び溶鋼を保持するために、耐火物が施工されている。この耐火物は、溶銑及び溶鋼との接触や、加熱・冷却の繰り返しの熱衝撃によって、劣化・損耗する。このために、炉内の耐火物は定期的に交換される。特に近年、攪拌による反応効率を高める目的で、転炉炉底に羽口を配置し、この羽口からＡｒガスなどの攪拌ガスや脱炭用の酸素ガスを溶銑中に供給しながら、脱炭精錬を実施するようになり、その結果、転炉炉底耐火物の損傷が炉壁部の耐火物に比べて激しくなり、炉壁部の耐火物は十分に使用可能であるにも拘わらず、炉修（耐火物交換）を余儀なくされることが発生している。このような事態を避けるために、転炉の炉底部分の脱着を可能とし、炉底部分のみを交換することの可能な転炉が使用されている（例えば、特許文献１を参照）。尚、本発明では、脱着可能な炉底部分を分離炉底と称し、この分離炉底と嵌め合わされる上部部分を固定炉体と称している。

また、最近では、転炉の炉修期間を短縮する目的で、転炉の底部を脱着可能とすることも行われている（例えば、特許文献２及び特許文献３を参照）。転炉炉底部分を脱着式の分離炉底として、オフラインで分離炉底の耐火物を施工することにより、オンラインでの炉底部分の耐火物施工が省略でき、その分、炉修期間が短縮されるからである。最近は、転炉炉修期間の短縮を目的として、転炉炉底を分離することが一般化されつつある。

オフラインで整備された分離炉底は、固定炉体に嵌め合わせて使用される。近年の大型転炉においては、分離炉底も、直径が４ｍを超える大型であり、しかも、厚みが１．５ｍを越える耐火物が、その全面に施工されていることから、その質量は５０トンを優に超える。このように大型で且つ重量物を固定炉体に嵌め合わせる必要がある上に、分離炉底自身及び固定炉体自身が熱によって変形することから、両者を嵌め合せる場合、分離炉底と固定炉体との間には、片側で５０〜６０ｍｍ程度の間隙が設けられている。

この間隙が存在したままでは、溶銑及び溶鋼が差し込むことから、この間隙を埋めるために、例えば特許文献４には、分離炉底と固定炉体との間隙に不定形耐火物を圧入した転炉炉底構造が提案されている。しかしながら、不定形耐火物には炉内からのガスの流出を防止するほどの緻密性はなく、従って、分離炉底と固定炉体との鉄皮の接合部から、炉内の可燃性ガスが漏洩して着火し、炉底及び炉壁に配置される配管やケーブルなどを損傷させる虞があるが、特許文献４は、この点に関して何ら記載しておらず、シール材も配置されていない。また、上記特許文献１〜３も、分離炉底と固定炉体との間隙のシールに関しては何ら記載していない。
特開昭５９−２３２２０８号公報 特開平１１−１５２５１３号公報 特開平１１−６１２２４号公報 実開平１−５８６４７号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、分離炉底を有する転炉において、分離炉底と固定炉体との接合部からの炉内ガスの流出を防止することのできる、分離炉底の接続部シール構造を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明に係る分離炉底の接続部シール構造は、転炉本体の底部に設けられる分離炉底と、分離炉底を嵌め合わせる固定炉体との接続部シール構造であって、分離炉底の鉄皮合わせ面と、当該鉄皮合わせ面に相対する固定炉体の鉄皮合わせ面とに、それぞれ突起部を、それぞれの突起部が対抗しないように上下にずらして配置し、分離炉底側の突起部と固定炉体側の突起部とで形成する上下方向の間隙に、当該間隙の上下方向距離よりも直径の大きいシール用耐熱ロープを配置することを特徴とするものである。

第２の発明に係る分離炉底の接続部シール構造は、第１の発明において、前記シール用耐熱ロープの上方には、不定形耐火物が施工されることを特徴とするものである。

本発明によれば、シール用耐熱ロープを、分離炉底の鉄皮合わせ面に設けた突起部と固定炉体の鉄皮合わせ面に設けた突起部とで、挟み込んだ状態で配置するので、シール用耐熱ロープは分離炉底を固定炉体に嵌め合せる際にもずれることはなく、安定したシール性を確保することができる。これにより、炉内からの可燃性ガスの流出が防止され、可燃性ガスの燃焼による配管・ケーブルの損傷を未然に防止することが可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明に係る接続部シール構造が適用された転炉本体の下部を示す概略図、図２は、図１に示すＡ部の拡大図である。

図１及び図２に示すように、溶銑を収容して脱炭精錬するための転炉本体１は、建物に固定された固定炉体２と、この固定炉体２の底部に嵌め込まれる分離炉底３とで構成されている。固体炉体２は、外殻を鉄皮６とし、この鉄皮６の内側に耐火物４が施工されている。耐火物４は、鉄皮６の側から、永久煉瓦層４ｂ、ワーク煉瓦層（「内張り煉瓦層」ともいう）４ａの順に、二層構造となっている。そして、固定炉体２の下端部である、分離炉底３との接合部には、炉内方向に向いた鉄皮合わせ面６ａが、鉄皮６に取り付けられている。鉄皮合わせ面６ａの高さは、永久煉瓦層４ｂの厚みよりも小さく、また、鉄皮合わせ面６ａは、固定炉体２の分離炉底３との接合部の全周に設置されている。また更に、固定炉体２の分離炉底３との接合部には、鉛直方向下方に向いた鋼製のフランジ６ｂが鉄皮６に取り付けられている。フランジ６ｂにはボルト１２を貫通する孔が設けられており、このフランジ６ｂも、固定炉体２の分離炉底３との接合部の全周に設置されている。

分離炉底３も、固定炉体２と同様に、その外殻を鉄皮８とし、この鉄皮８の内側に耐火物５が施工されている。耐火物５は、鉄皮８の側から、永久煉瓦層５ｂ、ワーク煉瓦層５ａの順に、二層構造となっている。そして、分離炉底３の鉄皮８の周囲、つまり固定炉体２との接合部には、前記鉄皮合わせ面６ａと相対する、炉内方向に向いた鉄皮合わせ面８ａが、鉄皮８に取り付けられている。鉄皮合わせ面８ａの高さは、鉄皮合わせ面６ａの高さと同等であり、永久煉瓦層５ｂの厚みよりも小さく、また、鉄皮合わせ面８ａは、分離炉底３の固定炉体２との接合部の全周に設置されている。また更に、分離炉底３の固定炉体２との接合部には、鉛直方向下方に向いた鋼製のフランジ８ｂが鉄皮８に取り付けられている。このフランジ８ｂも、分離炉底３の固定炉体２との接合部の全周に設置されている。フランジ８ｂには、ボルト１２を貫通する孔が設けられており、フランジ８ｂは、ボルト１２及びナット１３によって、前記フランジ６ｂと連結されるように構成されている。つまり、フランジ６ｂとフランジ８ｂとを接触させることにより、分離炉底３が固定炉体２の所定の位置に嵌め合わされるように構成されている。

鉄皮合わせ面６ａには突起部７が設けられ、また、鉄皮合わせ面８ａには突起部９が設けられている。突起部７と突起部９とは、それぞれ対抗しないように、鉛直方向上下にずれて配置され、突起部７と突起部９とで、上下方向の間隙が形成されるようになっている。そして、この間隙に、間隙の鉛直方向距離よりも直径の大きいシール用耐熱ロープ１０が配置されるように構成されている。

図２では、分離炉底３の側に設けられた突起部９が、固定炉体２の側に設けられた突起部７よりも鉛直方向下方に位置して、突起部９が、シール用耐熱ロープ１０を固定する役割を担い、一方、突起部７が、シール用耐熱ロープ１０を押し潰す役割を担っている。突起部７と突起部９との鉛直方向位置関係を、図２の逆としてもシールは不可能ではないが、分離炉底３が固定炉体２に対して下方から上昇して嵌合するので、シール用耐熱ロープ１０の設置を容易とするためには、図２に示すように、突起部９を突起部７よりも鉛直方向下方に位置させることが好ましい。突起部７及び突起部９は、鉄皮合わせ面６ａ及び鉄皮合わせ面８ａの全周に配置する必要はないが、シール用耐熱ロープ１０の設置を安定させるためには、鉄皮合わせ面６ａ及び鉄皮合わせ面８ａの全周に配置することが好ましい。シール用耐熱ロープ１０としては、特別の仕様は不要であり、耐火度が７００℃程度以上の市販のロープ状セラミック製パッキンを使用すればよい。シール用耐熱ロープ１０の直径は、２０ｍｍ以上あれば十分である。

このようにして構成される固定炉体２及び分離炉底３を備えた転炉本体１における炉修方法の一例について説明する。

溶銑の脱炭精錬によって、ワーク煉瓦層４ａ或いはワーク煉瓦層５ａの残厚が所定値以下となったなら、転炉本体１を底部が下方になるように垂直に維持した状態で、分離炉底３を鉛直下方からジャッキ（図示せず）によって支持しつつ、ボルト１２を開放する。全てのボルト１２が開放されたなら、前記ジャッキを下降させ、分離炉底３を自重によって固定炉体２から引き離す。そして、分離炉底３が分離された状態で、固定炉体２のワーク煉瓦層４ａを取り除き、炉外に排出する。固定炉体２の永久煉瓦層４ｂは交換する必要はないが、長期の使用によって損傷が発生した部位は、取り除き炉外に排出する。

ワーク煉瓦層４ａ及び損傷の激しい部位の永久煉瓦層４ｂを取り外した後、別途オフラインでワーク煉瓦層５ａ及び必要に応じて永久煉瓦層５ｂを施工した分離炉底３を、固定炉体２の直下に設置する。そして、シール用耐熱ロープ１０を、突起部９の上部側に接触させて設置した上で、ジャッキによって分離炉底３を上昇させ、固定炉体２に嵌め合せる。フランジ６ｂにフランジ８ｂが接触したならば、ジャッキを停止させ、ボルト１２及びナット１３によって、分離炉底３を固定炉体２に固定させる。この状態において、シール用耐熱ロープ１０は、突起部７と突起部９との間隙で固定される。

次いで、シール用耐熱ロープ１０の上方に形成される、永久煉瓦層４ｂと永久煉瓦層５ｂとの隙間に、シール用耐熱ロープ１０を固定させると同時に接合部のシール性を高める目的で、不定形耐火物１１を、流し込み法、スタンプ法、圧入法などの適宜の施工方法によって施工する。不定形耐火物１１の施工高さは、永久煉瓦層４ｂの厚み及び永久煉瓦層５ｂの厚みと同等とし、それ以上には露出させない。その後、必要に応じて固定炉体２の永久煉瓦層４ｂを取り替えるとともに、固定炉体２のワーク煉瓦層４ａを、分離炉底３のワーク煉瓦層５ａの周囲側から順次施工する。この場合、ワーク煉瓦層５ａとワーク煉瓦層４ａとの間には、不定形耐火物のみならずモルタルなどを配置する必要はなく、ワーク煉瓦層５ａに接触させてワーク煉瓦層４ａを施工していく。固定炉体２の上部までのワーク煉瓦層４ａの施工が完了した時点で炉修が終了し、その後、予熱作業などの準備作業に移行する。

このように、本発明によれば、シール用耐熱ロープ１０を、分離炉底３の鉄皮合わせ面８ａに設けた突起部９と、固定炉体２の鉄皮合わせ面６ａに設けた突起部７とで挟み込んだ状態で配置するので、シール用耐熱ロープ１０は、分離炉底３を固定炉体２に嵌め合せる際にもずれることはなく、分離炉底３と固定炉体２との接合部において安定したシール性を確保することができる。

尚、上記説明では、固定炉体２のワーク煉瓦層４ａを、分離炉底３を固定炉体２に嵌合させた後に施工しているが、分離炉底３の嵌合前に施工しても構わない。但し、この場合には、互いに別々に煉瓦を施工するので、固定炉体２のワーク煉瓦層４ａと分離炉底３のワーク煉瓦層５ａとを密接させることはできず、ワーク煉瓦層４ａとワーク煉瓦層５ａとの間には間隙が形成されるので、この間隙を埋めるために、不定形耐火物を施工する必要がある。また、上記説明は、転炉本体１の全面炉修の例であるが、分離炉底３の交換のみであっても構わない。この場合も、ワーク煉瓦層４ａとワーク煉瓦層５ａとの間には間隙が形成されるので、この間隙を埋めるために、不定形耐火物を施工する必要がある。

このように、どのような場合であっても、本発明を適用することにより、分離炉底３と固定炉体２との接合部において安定したシール性を確保することができる。

本発明に係る接続部シール構造が適用された転炉本体下部の概略図である。 図１に示すＡ部の拡大図である。

符号の説明

１ 転炉本体
２ 固定炉体
３ 分離炉底
４ 耐火物
５ 耐火物
６ 鉄皮
６ａ 鉄皮合わせ面
６ｂ フランジ
７ 突起部
８ 鉄皮
８ａ 鉄皮合わせ面
８ｂ フランジ
９ 突起部
１０ シール用耐熱ロープ
１１ 不定形耐火物
１２ ボルト
１３ ナット

Claims (2)

1. 転炉本体の底部に設けられる分離炉底と、分離炉底を嵌め合わせる固定炉体との接続部シール構造であって、分離炉底の鉄皮合わせ面と、当該鉄皮合わせ面に相対する固定炉体の鉄皮合わせ面とに、それぞれ突起部を、それぞれの突起部が対抗しないように上下にずらして配置し、分離炉底側の突起部と固定炉体側の突起部とで形成する上下方向の間隙に、当該間隙の上下方向距離よりも直径の大きいシール用耐熱ロープを配置することを特徴とする、分離炉底の接続部シール構造。
2. 前記シール用耐熱ロープの上方には、不定形耐火物が施工されることを特徴とする、請求項１に記載の分離炉底の接続部シール構造。

Images